[发明专利]输出可调型开关电源的采样反馈控制电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气控制技术领域的控制电路及控制方法，具体是一种输出可调型开关电源的采样反馈控制电路及其控制方法。

背景技术

开关电源是一种基于脉宽调制(PWM)输出的电源，一般由脉宽调制电路、采样反馈控制电路、开关变压器以及后级低通滤波电路构成。脉宽调制电路通过输出具有一定占空比的脉冲信号控制开关变压器的输出，进而控制后级低通滤波电路的输出，即开关电源电压输出Vout。脉冲信号的占空比越大则Vout越高，反之亦然。同时，脉宽调制电路的输出又受到采样反馈控制电路输出信号Vc的控制，当开关电源电压输出Vout升高时，采样反馈控制电路的输出Vc也相应升高，这控制脉宽调制电路输出脉冲信号占空比的减小，进而导致开关电源电压输出的降低，该过程形成一种负反馈，进而使开关电源获得稳定的电压输出。

开关电源以其效率高、输出稳定的特点得到了广泛的应用。根据输出类型可以分为输出固定型和输出可调型两种类型。两者的区别主要体现在其采样反馈控制电路上，前者的采样反馈电路固定，由厂家根据输出电压要求(如3V、5V等)预先设定，而后者则可由使用者进行调节以获得期望输出，具有较好的灵活性。采样反馈控制电路的设计往往很大程度上决定了输出可调型开关电源的输出质量，如纹波大小、电压输出范围等，因此设计一个好的采样反馈电路具有重要意义。

经对现有技术文献检索发现，中国专利公开号CN101068094A，专利名称为“一种开关电源输出电压的调节方法及实现电路”，提出了一种基于微控制器的采样反馈控制方法及实现电路，该解决方案具有设计简单、使用方便的特点，较好的解决了输出可调型开关电源的电压调节问题。但其不足之处也是显而易见的：1)作为调节采样值的微控制器并未加入反馈环路，即采样值的调节是个静态过程，这使得输出易受环境、负载大小等因素的影响，输出稳定性不高，这种调节方法本质上跟改变后级比较器基准电压或参考电压的调节方法没有差异；2)这种通过控制D/A向采样点灌吸电流的方式进行调节的方法由于分压及输出负反馈等因素的影响导致对采样值的调节能力较弱，这使得输出调节范围较窄；3)未提供预设输出模式，用户若要得到所需的输出值，必须在调节过程中借助测量仪器如万用表测量输出，不方便使用。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种输出可调型开关电源的采样反馈控制电路及其控制方法，使其基于可编程的微控制器，使得采用本发明的开关电源提供了在输出范围内从小到大均匀分布的多个输出电压级供用户选择，相邻电压级之间相差值为开关电源输出电压的步进值。在本发明的采样反馈控制电路中，通过将微控制器加入反馈环路，使其通过前端电压检测模块不断采样开关电源输出电压，然后根据多次采样的均值与用户设定的期望值的比较结果对输出电压进行动态的调整，从而使开关电源得到高质量的稳定的输出电压，同时通过显示模块可以实时显示开关电源系统信息，如采样到的实际输出电压等，方便用户使用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明所涉及的输出可调型开关电源的采样反馈控制电路，包括：前端电压检测模块、后端电压输出模块、MCU(微控制器)微控制器模块、用户输入模块以及显示模块，其中：前端电压检测模块接收开关电源的输出电压并传输给MCU微控制器模块；用户输入模块将用户输入的对开关电源输出电压的期望值传输给MCU微控制器模块；MCU微控制器模块根据用户输入完成对期望值的设定，MCU微控制器模块对前端电压检测模块中的开关电源输出电压进行多次采样，并将采样值传输给显示模块，同时计算多次采样值的平均值，MCU微控制器模块将平均值与期望值的进行比较，并根据比较结果向后端电压输出模块输出控制信号控制其输出电压；后端电压输出模块的输出电压作为开关电源的脉宽调制电路的输入控制电压；显示模块接收MCU微控制器模块的信息，显示开关电源输出电压的采样值。

所述前端电压检测模块，包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2以及A/D(模数转换器)，其中：第一分压电阻的一端和第二分压电阻的一端并接，并与A/D的输入端相连，A/D的输入端为A/D的采样点；第一分压电阻的另一端接开关电源的输出电压Vout，第二分压电阻的另一端接地，A/D的输出为该模块输出，与MCU微控制器模块通过数据总线相连；